专利名称：发光显示面板的驱动装置和驱动方法
技术领域：
本发明涉及一种将例如使用了有机EL(电致发光)元件作为发光元件的无源矩阵型显示面板作为对象的驱动装置，特别是涉及不使电路规模增大而实现了包含γ(可见度)校正的电流驱动型灰度控制的发光显示面板的驱动装置和驱动方法。
背景技术：
将发光元件按矩阵形排列构成的显示面板的开发正在广泛进行，作为这种显示面板中所使用的发光元件，使用有机材料做发光层的有机EL元件正受到关注。其背景是，通过在元件的发光层中使用被认为具有良好的发光特性的有机化合物，在经得住实用的高效化和耐用性方面取得了很大进展。
上述的有机EL元件可以用在电方面具有二极管特性的发光部件以及并联耦合到该发光部件上的寄生电容成分的结构来代替，有机EL元件可以是电容性发光元件。该有机EL元件被施加发光驱动电压后，首先与该元件的电容量相当的电荷作为位移电流流入电极并积聚下来。接着，一旦超过该元件固有的恒定电压(发光阈值电压＝Vth)，电流就开始从一个的电极(二极管成分的阳极端)向构成发光层的有机层流动，可以认为发光强度与此电流成比例。
另一方面，与上述的有机EL元件的电流·亮度特性不受温度变化的影响而保持稳定相反，电流·亮度特性则受温度变化的影响而不稳定；另外，有机EL元件在电流过载时损坏严重、发光寿命缩短；考虑到上述因素，一般采用恒定电流驱动。使用了这种有机EL元件的无源驱动型显示面板已被部分地实用化。
已经提出的上述无源驱动型显示面板的灰度控制方法有通过控制各扫描期间内的发光时间来获得规定灰度的时间灰度方式、以及通过控制各扫描期间内提供给发光元件的驱动电流来获得规定灰度的电流灰度方式。上述的任意一种灰度控制方式都各有其长处和短处，尤其是后者的电流灰度方式与采用时间灰度方式相比，一般认为能够延长EL元件的使用寿命。其理由是，与在采用时间灰度方式的情况下EL元件发光时所实施的控制产生接近最大的驱动电流相反，在电流灰度方式的情况下，基本不会产生最大的驱动电流。
这里，在采用后者的电流灰度方式的情况下，比较容易实现对应于灰度线性地控制提供给发光元件的驱动电流值。在这种情况下，其结构可以是例如将多个具有相同电阻值的电阻器串联连接起来等构成所谓的梯形电阻，分别引出其各个连接位置的电位，将基于该电位生成的驱动电流提供给上述发光元件。
但是，根据上述结构，在试图实现包含γ校正的电流灰度的情况下，上述比较简单的结构难以处理，因为以下原因，会出现其电路规模变得极大这样的问题。
即，图1表示了在使用这种EL元件的情况下适合使用的γ校正曲线的一个例子，横轴表示灰度，纵轴表示发光亮度。此外在使用了EL元件的情况下，对应于理想灰度的亮度特性是基于γ＝1.8～2.0左右的校正曲线的。
从该图1中示例的γ校正曲线可知，在低灰度端，必须使各灰度之间的发光亮度差非常小；在高灰度端，则必须加大各灰度之间的亮度差。因此，在低灰度端尤其需要对各灰度之间的发光亮度差进行细微的控制；当试图通过上述梯形电阻结构来实现时，必须设法准备阻抗值只有微小差别的多个电阻器，并将它们以例如串并联方式组合等。另外，也会出现需要开关晶体管等对该串并联的连接关系进行切换控制的情况等，导致该电路结构规模变大、变复杂。进而，当用户想要改变γ校正特性的情况下，必须使上述各电阻可变。
另一方面，为避免上述问题，将梯形电阻相对简化，也可以考虑在为了通过梯形电阻提取电压输出的DAC(Digital to AnalogConverter数模转换器)中，增加具备上述γ校正特性的单元。但是，在使用了这种单元的情况下，会出现诸如不得不加大DAC的控制比特数等其他问题。
因此，专利文献1中公开了一种技术，其避免上述梯形电阻的组合或者在DAC中附带γ校正单元，而是在基于DAC的输出生成提供给发光元件的驱动电流值的电流反射镜电路中增加上述γ校正特性的功能。
专利文献1特开2003-288051号公报上述专利文献1中公开的γ校正电路是通过使电流反射镜电路的负载电阻可变来控制提供给发光元件的驱动电流，由此提供γ特性。但是，参照专利文献1中所公开的具体的γ校正单元即可发现，为使电流反射镜电路的负载电阻可变，同时使用了多个电阻器(梯形电阻)和由若干比特所控制的DAC，其基本结构在实质上与上述梯形电阻和DAC的组合相比没有变化。
此外，当用户想要改变γ校正特性时，专利文献1中公开的结构也存在必须另外准备可变电阻等的问题，在这一点上与上述的现有例相同。
发明内容
本发明着眼于上述的技术问题点而做成，其课题是提供一种采用了通过在各扫描期间内控制提供给发光元件的驱动电流值来获得规定的灰度的电流灰度方式，能够不增大电路规模而实现具有充分实用精度的γ校正的发光显示面板的驱动装置和驱动方法。
为解决上述课题所进行的本发明的发光显示面板的驱动装置，其优选的方式是，一种包括相互交叉的多条数据线和多条扫描线、以及在上述各数据线与各扫描线的交叉位置处分别连接于上述各数据线与各扫描线之间的发光元件的无源矩阵型发光显示面板的驱动装置，其特征在于，具备多个亮度变换数据取得单元，对应于控制发光的灰度取得各个不同的亮度变换数据的组合；平均值数据生成单元，生成由上述各亮度变换数据取得单元分别取得的亮度变换数据的平均值；驱动电流供给单元，基于由上述平均值数据生成单元所得的平均值数据，将能够对上述发光元件进行包含γ校正的灰度控制的发光驱动电流提供给上述数据线。
另外，为解决上述课题所进行的本发明的发光显示面板的驱动方法，其优选的方式是，一种包括相互交叉的多条数据线和多条扫描线、以及在上述各数据线与各扫描线的交叉位置处分别连接于上述各数据线与各扫描线之间的发光元件的无源矩阵型发光显示面板的驱动方法，其特征在于，对应于控制发光的灰度取得预先设定的各个不同的亮度变换数据的组合，并且根据各亮度变换数据生成这些各亮度变换数据的平均值数据，基于上述平均值数据，对上述发光元件提供能够实现包含γ校正的灰度控制的发光驱动电流。
图1是表示在使用了有机EL元件的情况下适合使用的γ校正曲线的一个例子的特性图。
图2是表示使用了本发明的无源驱动型显示面板及其驱动装置的基本结构的接线图。
图3是表示实现电流驱动方式的灰度控制的本发明的基本实施方式的方块图。
图4是表示本发明的另一实施方式的方块图。
图5是表示在图3及图4所示的结构中所使用的DAC的一个优选例的接线图。
图6是表示图3及图4所示的结构中所使用的电流反射镜电路的一个优选例的接线图。
图7是表示为实现伴随γ校正的灰度控制所用的保存数据的例子的表结构图。
图8是同样是表示保存数据的另一例子的表结构图。
具体实施例方式
下面，基于图示的实施方式来说明本发明中发光显示面板的驱动装置。首先，图2是表示使用了本发明的无源驱动型显示面板及其驱动装置的基本结构的图。该无源矩阵驱动方式中的有机EL元件的驱动方法有阴极线扫描·阳极线驱动和阳极线扫描·阴极线驱动两种方法，图2所示结构表示了前者的阴极线扫描·阳极线驱动的方式。
即，作为n条数据线的阳极线A1～An纵向排列，作为m条扫描线的阴极线K1～Km横向排列，各个的交叉的部分上(共n×m处)配置有机EL元件E11～Enm作为以二极管的符号标志表示出来的发光元件，构成显示面板1。
此外，构成像素的各EL元件E11～Enm对应沿纵向的阳极线A1～An与沿横向的阴极线K1～Km的各个交叉点位置，一端(EL元件的等效二极管的阳极端子)连接到阳极线，另一端(EL元件的等效二极管的阴极端子)连接到阴极线。进而，各阳极线A1～An连接到作为数据驱动器的阳极线驱动电路2，各阴极线K1～Km连接到作为扫描驱动器的阴极线扫描电路3，分别受到驱动。
上述阳极线驱动电路2中具备利用驱动电压VH进行工作的恒流源I1～In以及驱动开关Sa1～San，通过将驱动开关Sa1～San连接到上述恒流源I1～In一侧，使得来自恒流源I1～In的电流提供到对应于阴极线而配置的各个EL元件E11～Enm，起到驱动电流的作用。另外，上述驱动开关Sa1～San不将来自恒流源I1～In的电流提供到各个EL元件时，能够连接到以该阳极线为基准电位点的接地侧。
另一方面，上述阴极线扫描电路3中对应于各阴极线K1～Km具备扫描开关Sk1～Skm，所起的主要作用是将为防止串扰发光所需的恒定的直流电压所产生的反偏压Vk、或者作为基准电位点的地电位这两者之一连接到对应的阴极线上。由此，在按规定的周期依次将各阴极线设定为基准电位点(地电位)的同时，通过将恒流源I1～In连接到期望的阳极线A1～An上，就可以有选择地使上述各个EL元件发光。
此外，上述阳极线驱动电路2和阴极线扫描电路3通过包含CPU的控制器IC4连接了总线，基于应显示的影像信号执行上述扫描开关Sk1～Skm和驱动开关Sa1～San的切换操作。由此，基于影像信号，如上所述，阴极扫描线按规定的周期被设定为地电位，对于期望的阳极线连接恒流源I1～In。因此，通过有选择地使上述各个EL元件发光，就在显示面板1上显示出基于上述影像信号的图像。此外，图2所示的状态中，第1阴极线K1被设定于地电位而处于扫描状态，此时，非扫描状态的各阴极线K2～Km上施加了上述反偏压Vk。因此，连接于被驱动的阳极线和未被选为扫描的阴极线的交点处的各EL元件起到了防止串扰发光的作用。
图3表示了通过控制提供给排列在显示面板1上的上述EL元件的驱动电流而实现灰度控制的本发明的实施方式。此外，在图3中，符号4所示的控制器IC与图2所示的相同，图3中点画线包围的符号2所示的数据驱动器(阳极线驱动电路)也与图2所示相同。
在图3所示的实施方式中，阳极线驱动电路2中配备了符号11所示的第1数据表以及符号12所示的第2数据表。此外，从控制器IC4向第1及第2数据表11、12提供与控制发光的灰度相对应的指令信号，由此，借助于各个数据表11、12读取各个不同的亮度变换数据组合。因此，上述数据表11、12构成了亮度变换数据取得单元。此外，基于后面的图7及图8说明上述各数据表11、12中亮度变换数据的具体例子。
从上述第1数据表11读取的亮度变换数据被提供给符号13所示的第1DAC，从第2数据表12读取的亮度变换数据被提供给符号14所示的第2DAC。此外，第1DAC13中被变换的第1模拟数据经由电阻器R1提供给加法电路15，第2DAC14中被变换的第2模拟数据经由电阻器R2提供给同一个加法电路15。
因此，电阻器R1、R2和加法电路15构成了求取经第1和第2DAC所变换的各模拟数据的平均值的加法单元，由该加法单元和上述各DAC构成了平均值数据生成单元。此外，还有下述作用从构成上述加法单元的加法电路15生成基于各模拟数据的平均值的控制电压Vcon。
另一方面，基于上述加法电路15所输出的控制电压Vcon，对电流反射镜电路16中的吸收电流a进行控制，由此，对于图1所示的用作数据线的阳极线A1～An，将EL元件的发光驱动电流a从电流反射镜电路16输出到Aout。即，上述电流反射镜电路16实现了上述阳极线驱动电路2中各恒流源I1～In的功能，其构成了驱动电流供给单元。
图5表示了图3所示的第1DAC13(或第2DAC14)的具体例子。作为一个例子，该DAC13表示了电流加法型DA转换器。即，电阻值相同的8个电阻器R被串联连接并排列在电源VDD和地之间，各个连接点的分压电位经由同一阻值的电阻2R提供给选择开关SW1～SW6。上述选择开关SW1～SW6将各个分压电位提供给由运算放大器构成的缓冲器13a，或者接地。
此外，上述选择开关SW1～SW6通过控制信号(数字量)设定ON/OFF状态，由缓冲器13a输出模拟数据(模拟电压Vcon1或Vcon2)。此外，图5所示的DAC的输出特性是线性的，对选择开关SW1～SW6进行ON/OFF控制的上述控制信号使用了从图3所示的第1或第2数据表11、12中读取出来的亮度变换数据。
图6是基于上述加法电路15所输出的控制电压Vcon对驱动电流进行控制的电流反射镜电路16的示例。在该电流反射镜电路16中，经由连接到驱动电压源VH的电阻R3、R4，连接了各PNP晶体管Q1、Q2的各发射极，各晶体管Q1、Q2的基极连接在一起。此外，构成电流控制端的晶体管Q1的基极、集电极之间直接连接。
上述晶体管Q1的集电极上连接了NPN型晶体管Q3的集电极，其发射极经由电阻R5接地。此外，晶体管Q3的基极上提供有上述加法电路15所输出的控制电压Vcon。因此，晶体管Q3构成了在加法电路15所输出的控制电压Vcon作用下工作的电流吸收电路，与该电流吸收电路所吸收的电流值相对应的电流借助于电流反射镜作用由晶体管Q2的集电极输出为Aout。
构成上述电流反射镜电路16的晶体管Q2和负载电阻R4的组合，相当于图2所示的阳极线驱动电路2中的例如恒流源I1，对于其他的恒流源I2～In，同样能够通过基极连接到一起的晶体管和负载电阻的组合来实现。
图7表示了图3所示的第1数据表11及第2数据表12的具体例子。该图7所示的最左列表示了控制发光的灰度，此处是“灰度0”～“灰度63”共64级。其右侧的列表示了上述第1数据表11(表1)中保存的亮度变换数据，在该图7所示例中，与其左列所示灰度相对应，排列有数据以便执行直线(线性)灰度的发光控制。即，对应于“灰度0”～“灰度63”，表1中保存的亮度变换数据(t1)也成为“0”～“63”。
图7中再往其右的列(表2)是保存在第2数据表12中的亮度变换数据(t2)，根据其与表1中保存的亮度变换数据的平均值实现伴随γ校正的灰度控制；也可以称其为γ校正数据表。即，图7所示的第1及第2数据表11、12的组合可以作为图4所示的线性数据表11与γ校正数据表12的组合结构加以说明。
图7中再往右则表示了根据表1和表2所得的亮度变换数据的平均值。即，可以说它们是与加法电路15所输出的控制电压Vcon相对应的模拟数据。图7中再往右表示的是理想化的γ校正值，即对应于灰度的亮度值。最右边的列中表示了上述平均值相对于上述γ校正值的“差值”。因此，可以说上述“差值”的绝对值越接近“0”，就越接近理想化的γ校正值。
为便于说明，图7所示的表1及表2中所示的亮度变换数据使用了数字的模拟量来表示，它们全部是由单纯的2位以内的整数数据构成的。因此，可以不增大已经说明的由数字化数据驱动的第1DAC13及第2DAC14的电路规模，而使其控制工作简化。此外，结果如上述平均值所示，能够获得接近于理想化的γ校正值的数值。
图8表示了上述数据表的第2个具体例子。该图8中所示的排列关系与图7中所示的相同。根据该图8中的表1所示的亮度变换数据可知较低灰度区域中不一定执行直线(线性)灰度引起的发光控制，而通过与表2中保存的亮度变换数据相组合，就能够使其平均值更接近于理想化的γ校正值。
如上述说明，借助于本发明的发光显示面板的驱动装置，能够对应于控制发光的灰度提取出各个不同的多个亮度变换数据，经各个DAC变换为模拟数据后，根据其平均值获得伴随γ校正的发光元件的驱动电流。此时，由于进行工作以便取得多个亮度变换数据的平均值，因此能够对比较简单的亮度变换数据分别进行处理。因此，能够不增大各DAC的电路规模而实现伴随γ校正的发光控制电路。
此外，虽然在以上说明的实施方式中使用有机EL元件作为发光元件，但也可以使用其他的发光亮度依赖于驱动电流的发光元件。另外，虽然在图3及图4所示的实施方式中使用的是符号11和12所表示的2个表，但也可以使用3个以上表。
权利要求
1.一种发光显示面板的驱动装置，是一种包括相互交叉的多条数据线和多条扫描线、以及在上述各数据线与各扫描线的交叉位置处分别连接于上述各数据线与各扫描线之间的发光元件的无源矩阵型发光显示面板的驱动装置，其特征在于，具备多个亮度变换数据取得单元，对应于控制发光的灰度取得各个不同的亮度变换数据的组合；平均值数据生成单元，生成由上述各亮度变换数据取得单元分别取得的亮度变换数据的平均值；以及驱动电流供给单元，基于由上述平均值数据生成单元所得的平均值数据，将能够对上述发光元件进行包含γ校正的灰度控制的发光驱动电流提供给上述数据线。
2.如权利要求1所述的发光显示面板的驱动装置，其特征在于，上述多个亮度变换数据取得单元由2个亮度变换数据取得单元构成，其中之一的亮度变换数据取得单元构成为能够对应于控制发光的灰度取得成为直线(线性)灰度关系的亮度变换数据。
3.如权利要求1所述的发光显示面板的驱动装置，其特征在于，上述多个亮度变换数据取得单元由对应于控制发光的灰度分别保存了相互不同的亮度变换数据的多个数据表构成，上述平均值数据生成单元由将从上述各数据表中读取出来的各个亮度变换数据转换为模拟数据的多个DAC、以及求取通过上述各DAC所得的各个模拟数据的平均值的加法单元构成。
4.如权利要求2所述的发光显示面板的驱动装置，其特征在于，上述多个亮度变换数据取得单元由对应于控制发光的灰度分别保存了相互不同的亮度变换数据的多个数据表构成，上述平均值数据生成单元由将从上述各数据表中读取出来的各个亮度变换数据转换为模拟数据的多个DAC、以及求取通过上述各DAC所得的各个模拟数据的平均值的加法单元构成。
5.如权利要求3所述的发光显示面板的驱动装置，其特征在于，上述多个数据表由2个数据表构成，其中之一的数据表中对应于控制发光的灰度保存了成为直线(线性)灰度关系的亮度变换数据。
6.如权利要求4所述的发光显示面板的驱动装置，其特征在于，上述多个数据表由2个数据表构成，其中之一的数据表中对应于控制发光的灰度保存了成为直线(线性)灰度关系的亮度变换数据。
7.如权利要求1至权利要求6的任意一项所述的发光显示面板的驱动装置，其特征在于，上述驱动电流供给单元构成为基于由上述平均值数据生成单元所得的平均值数据，控制电流反射镜电路的吸收电流；通过上述电流反射镜电路控制提供给上述数据线的流向发光元件的发光驱动电流。
8.如权利要求1至权利要求6的任意一项所述的发光显示面板的驱动装置，其特征在于，构成上述发光显示面板的发光元件是在发光层中使用有机材料的有机EL元件。
9.如权利要求7所述的发光显示面板的驱动装置，其特征在于，构成上述发光显示面板的发光元件是在发光层中使用有机材料的有机EL元件。
10.一种发光显示面板的驱动方法，是一种包括相互交叉的多条数据线和多条扫描线、以及在上述各数据线与各扫描线的交叉位置处分别连接于上述各数据线与各扫描线之间的发光元件的无源矩阵型发光显示面板的驱动方法，其特征在于，对应于控制发光的灰度取得预先设定的各个不同的亮度变换数据的组合，并且根据上述各亮度变换数据生成这些各亮度变换数据的平均值数据，基于上述平均值数据，对上述发光元件提供能够实现包含γ校正的灰度控制的发光驱动电流。
全文摘要
本发明能实现伴随γ校正的电流驱动型灰度控制而不增大电路规模。与控制发光的灰度相对应的指令信号由控制器IC4输出后，基于该指令信号从线性数据表(11)和γ校正数据表(12)提取各个不同的亮度变换数据组合。各亮度变换数据分别通过第1DAC13和第2DAC14进行模拟变换，它们通过电阻R1、R2及加法电路(15)变换为平均值电压电平。根据该平均值电压电平控制电流反射镜电路(16)中的吸收电流，其结果是通过电流反射镜电路(16)能够获得伴随γ校正的发光元件的驱动电流。上述第1DAC13和第2DAC14处理从线性数据表(11)和γ校正数据表(12)得到的比较简单的亮度变换数据，将其进行模拟变换；因此，能够实现伴随γ校正的发光控制电路而不增大电路规模。
文档编号H01L51/50GK1652182SQ200510007908
公开日2005年8月10日 申请日期2005年2月5日 优先权日2004年2月5日
发明者安达忍 申请人:东北先锋电子股份有限公司